Jak Coax funguje: Krátká odpověď
Koaxiální kabel přenáší elektrické signály pomocí dvou soustředných vodičů — pevného vnitřního vodiče obklopeného trubkovým vnějším vodičem (stíněním) — oddělených dielektrickým izolátorem a obalených ochranným vnějším pláštěm. Geometrie udržuje signál omezený v kabelu, což výrazně snižuje elektromagnetické rušení (EMI) a ztráty signálu ve srovnání se standardní kroucenou dvojlinkou nebo paralelním drátem. To je důvod, proč koaxiální kabel zůstává volbou pro RF přenos, širokopásmový internet, kabelovou televizi a přesné přístrojové vybavení, i když se rozšiřují optické a bezdrátové alternativy.
Každá vrstva koaxiálního kabelu má specifický fyzický a elektrický účel. Vodičem prochází proud; dielektrikum řídí impedanci a rychlost šíření; štít blokuje hluk; bunda chrání před mechanickým poškozením a poškozením prostředím. Odstraňte jakoukoli vrstvu a kabel přestane správně fungovat. Pochopení každé vrstvy – a toho, jak se vzájemně ovlivňují – vysvětluje, proč je koaxiální inženýrství náročnější, než se zdá.
Fyzická struktura koaxiálního kabelu, vrstva po vrstvě
Vnitřní vodič
Středový vodič je obvykle plná nebo lanková měď, ačkoliv mědí plátovaná ocel (CCS) a postříbřená měď se používají ve vysokofrekvenčních nebo vysokopevnostních aplikacích. Průměr se pohybuje od méně než 0,5 mm u miniaturních RF kabelů až po více než 10 mm u velkých kabelů CATV. Při vysokých frekvencích proud prochází blízko povrchu vodiče – jev zvaný skin efekt – takže kvalita povrchu a vodivost vodiče přímo ovlivňují hodnoty ztrát. Stříbrné pokovování zvyšuje povrchovou vodivost, a proto jej často používají mikrovlnné kabely.
Dielektrický izolátor
Dielektrikum, vložené mezi vnitřní a vnější vodič, řídí dva kritické parametry: impedanci a rychlost šíření (VoP). Mezi běžné dielektrické materiály patří pevný polyetylen (PE), pěnový polyetylen, polytetrafluoretylen (PTFE) a konstrukce se vzduchovou mezerou. Pěna PE snižuje dielektrickou konstantu z přibližně 2,25 (pevný PE) na přibližně 1,4–1,6 , který zvyšuje VoP z přibližně 66 % na 78–85 % rychlosti světla a současně snižuje dielektrické ztráty – obojí je žádoucí pro širokopásmové nebo dlouhodobé aplikace. PTFE se volí, když záleží na teplotní stabilitě; drží si své elektrické vlastnosti od –65 °C do 200 °C.
Tloušťka a rovnoměrnost dielektrické vrstvy přímo nastavuje charakteristickou impedanci kabelu. I nepatrná excentricita – umístění vnitřního vodiče mimo střed – posouvá impedanci a vytváří odrazy. To je důvod, proč na přesnosti vytlačovacích lisů drátů a kabelů při výrobě tolik záleží: matrice s křížovou hlavou musí vystředit vodič v rámci tolerance měřené v mikrometrech.
Vnější vodič (štít)
Stínění plní dvě funkce současně: je to cesta zpětného proudu pro signál a je to elektromagnetická bariéra, která zabraňuje navázání vnějšího šumu na kabel. Mezi běžné konstrukce štítů patří:
- Pevná hliníková nebo měděná trubka — používá se v kabelech CATV s pevným vedením; téměř 100% pokrytí, velmi nízké ztráty, tuhé
- Pletený štít — typicky 85–98 % optického pokrytí; pružný, odolný, používaný v RG-58, RG-6, RG-11
- Kombinace fóliového copu — fólie poskytuje 100% pokrytí; opletení dodává mechanickou pevnost a kontinuitu DC; běžné u satelitních a širokopásmových kabelů
- Tri-shield a quad-shield — více vrstev fólie a opletu pro prostředí s vysokým rušením; účinnost stínění může přesáhnout 90 dB
Vnější bunda
Plášť je vnější ochranná vrstva, běžně vyrobená z PVC, polyethylenu, LSZH (nízký kouř, nulový halogen) nebo fluoropolymerů. Výběr materiálu pláště závisí na prostředí instalace: PVC je ekonomické a nehořlavé pro vnitřní použití; PE a LLDPE nabízejí odolnost vůči UV záření a vlhkosti pro venkovní pohřbívání; LSZH je nařízeno na veřejných prostranstvích a dopravní infrastruktuře kvůli snížení emisí toxických plynů při požárech. Plášť je aplikován extrudérem drátů a kabelů v samostatném vytlačovacím průchodu po dokončení stínění.
Charakteristická impedance: Proč dominují 50 Ω a 75 Ω
Charakteristická impedance není stejnosměrný odpor – je to vlastnost nezávislá na frekvenci, která je zcela určena geometrií kabelu a dielektrickou konstantou izolátoru. Vzorec je:
Z₀ = (138 / √εr) × log₁₀ (D/d)
Kde εr je relativní permitivita dielektrika, D je vnitřní průměr vnějšího vodiče a d je vnější průměr vnitřního vodiče. Dvě hodnoty impedance dominují koaxiálnímu světu z dobře zavedených technických důvodů:
| Parametr | 50 Ω koaxiální kabel | Koaxiální kabel 75 Ω |
|---|---|---|
| Optimalizováno pro | Manipulace s výkonem | Minimální ztráta signálu |
| Typické aplikace | RF vysílače, antény, testovací zařízení, Ethernet (10BASE2) | CATV, satelit, HDTV, širokopásmová distribuce |
| Běžné typy kabelů | RG-58, RG-8, LMR-400 | RG-6, RG-11, RG-59 |
| Útlum na 1 GHz (typické) | ~5–6 dB/100 m (RG-58) | ~4–5 dB/100 m (RG-6) |
Teoretická minimální ztrátová impedance pro koaxiální kabel s polyetylenovým dielektrikem je přibližně 77 Ω – proto se 75 Ω stalo průmyslovým standardem pro vysílání. Hodnota 50 Ω je kompromisem mezi maximální manipulací s výkonem (optimum ~30 Ω) a minimální ztrátou, takže je vhodnější pro obousměrná RF spojení. Nesoulad impedance mezi zdrojem, kabelem a zátěží způsobuje odrazy signálu, stojaté vlny a ztrátu výkonu – problémy kvantifikované poměrem stojatých vln napětí (VSWR).
Mechanika přenosu signálu uvnitř kabelu
Koaxiální kabel nepřenáší signály tak, jak si většina lidí intuitivně představuje. Energie neprotéká vodičem tak, jak voda proudí potrubím. Místo toho se šíří jako elektromagnetická vlna v prostoru mezi vnitřním a vnějším vodičem - dielektrickou oblastí. Vodiče fungují jako okrajové podmínky, které vedou a omezují vlnu. Tento způsob šíření se nazývá TEM (příčný elektromagnetický) režim, ve kterém jsou složky elektrického i magnetického pole zcela příčné ke směru jízdy.
Elektrické pole vyzařuje radiálně mezi vnitřním vodičem ( ) a vnějším vodičem (–), zatímco magnetické pole vytváří kolem vnitřního vodiče soustředné kruhy. Protože je pole zcela uzavřeno ve stínění, kabel nevyzařuje téměř žádnou energii ven a je téměř imunní vůči vnějším polím – pokud je zachována integrita stínění. Přerušení stínění, špatný konektor nebo zalomený kabel narušují geometrii pole a způsobují šum a ztráty.
Rychlost šíření a elektrická délka
Signály se šíří koaxiálním kabelem rychlostí, která je zlomkem rychlosti světla ve vakuu, určené dielektrikem. Pevný PE poskytuje VoP asi 66 %; pěnový PE ji zvyšuje na 78–85 %; PTFE vzduchem oddělené konstrukce mohou dosáhnout 93–98 %. U 10metrového kabelu s pevným PE je jednosměrné zpoždění signálu zhruba 50 nanosekund. To záleží na přesném časování, radarových systémech a fázových anténách, kde jsou délky kabelů zkracovány na konkrétní elektrické délky – zlomky nebo násobky vlnové délky signálu – za účelem dosažení řízených fázových vztahů.
Útlumové mechanismy
Ztráta signálu v koaxiálním kabelu pochází ze tří hlavních zdrojů:
- Ztráta vodiče — odporové zahřívání ve vnitřním vodiči a stínění, dominantní na nižších frekvencích a úměrné √f v důsledku kožního efektu
- Dielektrická ztráta — energie absorbovaná izolantem, když střídavé pole namáhá jeho molekulární strukturu; roste lineárně s frekvencí, a proto se při mikrovlnných frekvencích používají nízkoztrátová dielektrika jako PTFE a pěnový PE
- Ztráta záření — únik nedokonalostí štítu; obecně zanedbatelné u dobře konstruovaných kabelů, ale významné, pokud je poškozeno stínění nebo pokud jsou módy šíření vyššího řádu vybuzeny nad mezní frekvenci kabelu
Útlum se udává v dB na jednotku délky na konkrétních frekvencích. Standardní kabel RG-6 se čtyřmi stíněním má zhruba 2,0 dB/100 stop při 100 MHz a 6,5 dB/100 stop při 900 MHz , ilustrující, jak se ztráta významně zvyšuje s frekvencí. Špičkové nízkoztrátové kabely, jako je LMR-400, snižují útlum 900 MHz na přibližně 2,7 dB/100 stop prostřednictvím větších vodičů a pěnového dielektrika.
Jak se vyrábí koaxiální kabel: Role Extrudér drátů a kabelů
Výroba koaxiálního kabelu je vícestupňový proces, kde rozměrová přesnost v každé fázi určuje elektrický výkon kabelu. Extrudér drátů a kabelů je ústředním bodem dvou nejkritičtějších kroků: dielektrické izolace a aplikace vnějšího pláště.
Vnitřní vodič Drawing and Stranding
Proces začíná měděnou tyčí protaženou řadou matric, aby se dosáhlo cílového průměru vodiče. Tolerance jsou těsné: u kabelu 50 Ω s vodičem 0,9 mm i odchylka ±0,01 mm znatelně posune impedanci. Splétané vodiče procházejí před vytlačovací linkou svazkovacím nebo splétacím strojem.
Dielektrické vytlačování
Zde plní extrudér drátů a kabelů svou nejdůležitější funkci. Vodič je veden přes matrici s křížovou hlavou a kolem něj je aplikován roztavený PE, pěnový PE nebo PTFE směs pod řízeným tlakem a teplotou. Soustřednost dielektrika – jak přesně je vodič vycentrován v izolaci – musí být udržována v rozmezí ±1–2 % tloušťky stěny dielektrika, aby byla impedance v rámci specifikace.
U pěnových PE kabelů se do proudu roztaveného polymeru vstřikuje plyn (typicky dusík), aby se vytvořila řízená buněčná struktura. Hustota pěny přímo nastavuje dielektrickou konstantu , takže tlak plynu, teplota taveniny a rychlost linky musí být úzce sladěny. Moderní linky kabelových extruderů používají měření kapacity v reálném čase za matricí – měření kapacity na jednotku délky poskytuje okamžitou indikaci průměru izolace a dielektrické konstanty, což umožňuje automatickou zpětnou vazbu do řídicího systému extrudéru.
Po vytlačení prochází izolovaný vodič skrz vodní chladicí žlab, aby ztuhnul dielektrikum před tím, než se dostane k odtahovací jednotce housenky. Rychlosti linky pro koaxiální dielektrickou extruzi malého průměru se obvykle pohybují od 100 do více než 500 metrů za minutu, v závislosti na velikosti vodiče a tloušťce dielektrika.
Stínění
Po ochlazení a navinutí dielektrika vede kabel ke stínícímu vedení. Fóliové štíty se nanášejí podélným nebo spirálovitým obalením hliníkovo-polyesterové laminátové pásky přes dielektrikum. Pletené štíty se nanášejí na pletacím stroji s desítkami až stovkami cívek nesoucích jemný měděný nebo pocínovaný měděný drát. U kabelů vyžadujících konstrukci fólie a opletení lze obě operace kombinovat na jednom průchodu strojem.
Extruze pláště
Konečný krok vytlačování nanáší vnější plášť pomocí dalšího extrudéru drátu a kabelu - obvykle jednošnekový nebo dvoušnekový stroj v závislosti na směsi. PVC opláštění linky běžně pracují při 50–150 m/min; Směsi PE a LSZH vyžadují pečlivé teplotní profilování podél válce extrudéru, aby se zabránilo degradaci. Rovnoměrnost tloušťky stěny pláště se kontroluje jiskrovou zkouškou (testování vysokonapěťové kontinuity při 2–6 kV) a laserovými měřidly průměru v řadě. Na hotových kabelech je vytištěno typové označení, impedance, jmenovité napětí a datum výroby pro identifikaci v terénu.
Běžné typy koaxiálních kabelů a jejich specifikace
Označení „RG“ (Radio Guide) bylo původně systémem americké vojenské specifikace. Zatímco mnohá označení RG byla u moderních kabelů nahrazena čísly dílů specifických pro výrobce, starší označení zůstávají v tomto odvětví široce uznávána. Pochopení rozdílů pomáhá při výběru správného kabelu pro danou aplikaci.
| Typ kabelu | Impedance | Dielektrikum | OD (cca) | Typické použití |
|---|---|---|---|---|
| RG-58 | 50 Ω | Pevný PE | 4,95 mm | Ham radio, tenký Ethernet, testovací kabely |
| RG-8 / LMR-400 | 50 Ω | PE pěna | 10,3 mm | Dlouhé antény, základnové stanice |
| RG-59 | 75 Ω | Pevný PE | 6,15 mm | CCTV, krátké CATV běhy (většinou nahrazené RG-6) |
| RG-6 | 75 Ω | PE pěna | 6,86 mm | CATV, satelit, širokopásmové připojení |
| RG-11 | 75 Ω | PE pěna | 10,5 mm | Dlouhé rozvody, kmenové vedení |
| Semi-rigid (UT-141) | 50 Ω | PTFE | 3,58 mm | Mikrovlnné moduly, PCB propojení |
Konektory a zakončení: kde většina problémů začíná
Samotný kabel je pouze částí koaxiálního spojení. Konektor přenáší signál z kabelu do zařízení a pokud je špatně vyroben nebo instalován, stává se dominantním zdrojem ztráty signálu, odrazu a selhání. Konektor si musí zachovat stejnou charakteristickou impedanci jako kabel napříč svou vnitřní geometrií – jakákoli nespojitost způsobí odraz.
Běžné typy koaxiálních konektorů
- BNC (Bayonet Neill-Concelman) — 50 Ω, dimenzováno na ~4 GHz, čtvrtotáčkový bajonetový zámek; standardem v testovacím zařízení, videu a přístrojích
- SMA (SubMiniature verze A) — 50 Ω, jmenovitý do 18 GHz, závitový; široce používané v RF modulech, anténách a mikrovlnných sestavách
- N-typ — 50 Ω nebo 75 Ω, dimenzovaný na 11–18 GHz, odolný vůči povětrnostním vlivům; používá se ve venkovních anténách a vybavení základnových stanic
- F-type — 75 Ω, up to ~3 GHz; všudypřítomné v obytných CATV a satelitních instalacích; jako kolík konektoru slouží samotný středový vodič kabelu
- PL-259 (UHF) — nominálně 50 Ω, ale ne skutečně konstantní impedance; v praxi dimenzován na ~300 MHz; common in amateur radio
Správné zakončení vyžaduje odizolování kabelu na přesné rozměry, nedrcení opletení, zachování soustřednosti dielektrika na rozhraní konektoru a použití správného krouticího momentu při spojování. Jediný nesprávně nainstalovaný F-konektor v rozvodném systému kabelové televize může způsobit pronikání signálu (únik vnějšího signálu dovnitř) a výstup signálu (únik kabelových signálů ven), čímž se snižuje výkon celého uzlu.
Koaxiální vs. jiná přenosová média: Kdy je zvolit
Koaxiální kabel není správnou volbou pro každou aplikaci, ale zachovává si jasné výhody v konkrétních scénářích. Porovnání s běžnými alternativami objasňuje, kde se nejlépe hodí.
Koaxiální kabel vs. Twisted Pair (Cat5e/Cat6/Cat8)
Twisted pair spoléhá na diferenciální signalizaci a malé rychlosti kroucení pro zrušení EMI – zásadně odlišný přístup od koaxiálního stíněného režimu TEM. Kroucená dvoulinka dominuje strukturované ethernetové kabeláži, protože je levnější, lehčí a snáze se ukončuje. Nemůže se však rovnat koaxiálnímu kabelu na RF frekvencích nad několik stovek MHz nebo v prostředích s vysokým rušením. Cat8 podporuje 40 Gbps, ale pouze přes 30 metrů běží na 2 GHz ; správně nainstalovaný koaxiální kabel RG-6 zvládá širokopásmové signály do 3 GHz na mnohem delší vzdálenosti s mnohem jednodušším zesílením.
Coax vs. Fiber Optic
Vlákno nabízí v podstatě nulovou náchylnost k elektromagnetickému rušení, mnohem nižší útlum na dlouhé vzdálenosti (~0,2 dB/km pro single-mode vs. 40–100 dB/km pro koax na mikrovlnných frekvencích) a kapacitu šířky pásma, která převyšuje měď. Kompromisy jsou náklady na elektroniku transceiveru, křehkost a neschopnost přenášet stejnosměrné napájení vedle signálu. Koaxiální kabel zůstává preferován pro krátké RF spoje, anténní napájecí vedení a aplikace vyžadující napájecí signál na jednom kabelu (např. mikrofony s fantomovým napájením, aktivní satelitní LNB napájené přes koaxiální kabel).
Coax vs. Waveguide
Při frekvencích nad zhruba 18 GHz se ztráty v koaxiálním vedení stanou neúnosnými a vlnovod – dutá kovová trubka přenášející EM vlny – nabízí mnohem nižší útlum. Vlnovod nemá žádný vnitřní vodič a tudíž žádnou ztrátu vodiče ve středu; jeho tuhá struktura a frekvenčně selektivní povaha (vlnovod propouští pouze signály nad svou mezní frekvencí) jej činí nevhodným pro širokopásmové nebo flexibilní instalace. Coax dominuje pod 18 GHz všude tam, kde je potřeba flexibilita a konektivita.
Kontrola kvality ve výrobě koaxiálních kabelů
Požadavky na přesnost výroby koaxiálních kabelů dělají z kontroly kvality nepřetržitý, inline proces spíše než kontrolu šarží na konci. Linka na vytlačování drátů a kabelů pro výrobu koaxiálních kabelů obvykle integruje několik měřicích systémů současně:
- Laser diameter gauges — bezkontaktní měření vnějšího průměru dielektrika, typicky s přesností ±0,001 mm; umístěn bezprostředně za chladicí žlab
- Capacitance monitors — změřit kapacitu na jednotku délky, která koreluje s tloušťkou stěny dielektrika a dielektrickou konstantou; odchylky spouštějí automatické korekce rychlosti linky nebo otáček extruderu
- Eccentricity scanners — Rentgenové nebo ultrazvukové skenery v reálném čase kontrolují soustřednost vnitřního vodiče v dielektriku
- Spark testers — aplikujte 2–10 kV stejnosměrného nebo střídavého proudu přes dielektrikum, abyste zjistili jakékoli dírky nebo tenká místa, která by způsobila selhání izolace v provozu
- Dokončeno testování TDR kabelu — reflektometrie v časové oblasti identifikuje nespojitosti impedance podél hotového kabelu odesláním impulsu po lince a analýzou odrazů
Specifikace stejnoměrnosti impedance pro kabel CATV pro vysílání jsou obvykle ±2 Ω po celé délce kabelu , s požadavky na strukturální zpětnou ztrátu (SRL) 23–30 dB v pásmu 5–1000 MHz. Trvalé dosahování těchto čísel při výrobních rychlostech nad 200 m/min vyžaduje extrémně přesný design matrice, konzistenci materiálu a řízení procesu v uzavřené smyčce – to vše se soustředí na výkon extrudéru drátů a kabelů a souvisejících měřicích systémů.
Aplikace ze skutečného světa, které ukazují, jak Coax funguje v praxi
Distribuce kabelové televize (CATV).
Head-end CATV přijímá signály a distribuuje je prostřednictvím hybridní optické koaxiální sítě (HFC). Vlákno přenáší signál z head-endu do sousedních uzlů; RG-11 nebo koaxiální kabel s pevnou linkou jej přenáší z uzlu do odbočky (obvykle do 500 metrů); Kapky RG-6 se připojují z kohoutku k jednotlivým domácnostem. Každý segment používá k překonání útlumu kabelu zesilovače, které jsou rozmístěny na základě ztráty kabelu na nejvyšší nosné frekvenci – typicky 1 GHz nebo vyšší v systémech DOCSIS 3.1.
Cellular Base Stations
Napájecí kabel mezi rádiovou jednotkou BTS a anténou na vrcholu věže je téměř vždy koaxiální – buď flexibilní vlnitý koaxiální kabel, nebo pevný pevný kabel. 30metrový LMR-400 běžící na 900 MHz ztrácí zhruba 0,8 dB; na 2,1 GHz (3G UMTS) ztrácí stejný běh cca 1,3 dB. Každý dB ztráty napáječe přímo snižuje efektivní vyzařovaný výkon, a proto se staly dominantní instalace vzdálené rádiové hlavice (RRH), které montují rádiovou jednotku na vrchol věže – připojené k jednotce v základním pásmu vláknem –: zcela eliminují ztrátu napáječe.
Lékařské a průmyslové přístrojové vybavení
Ultrazvukové převodníky, signální řetězce MRI a průmyslové radarové hladinoměry spoléhají na koaxiální připojení ze stejného důvodu jako vysílací systémy: integrita stínění a řízená impedance. V ultrazvuku přenáší koaxiální kabel impulzy v rozsahu MHz do az piezoelektrických měničů s minimálním zkreslením. Dielektrikum a materiály vodičů musí být v některých případech biokompatibilní a kabel musí přežít sterilizační cykly – požadavky, které tlačí designy směrem ke speciálním fluoropolymerovým dielektrikům vyráběným na vyhrazených drátových a kabelových extrudérech.
GPS a satelitní přijímače
GPS pracuje na 1575,42 MHz (L1) a 1227,60 MHz (L2). Koaxiální vedení z aktivní GPS antény do přijímače napájí jak RF signál, tak stejnosměrné napájení pro LNA vestavěné antény přes stejný kabel. Ztráta kabelu přímo zhoršuje poměr signálu k šumu. 10metrový RG-6 běžící na 1,5 GHz přináší ztrátu zhruba 1,0 dB — manageable; 50metrový běh by spotřeboval téměř 5 dB, což typicky překračuje zisk LNA standardní aktivní antény a vyžaduje inline zesilovač napájeného signálu.
Často kladené otázky o tom, jak funguje koaxiální kabel
Proč má koaxiální kabel tak dobré potlačení EMI?
Protože elektromagnetické pole přenášející signál je zcela uzavřeno mezi vnitřním a vnějším vodičem. Vnější pole nemohou proniknout souvislým stíněním – indukují proudy na vnějším povrchu stínění, ale tyto proudy neovlivňují vnitřní pole. Platí to i obráceně: vnitřní signálové pole kabelu nevyzařuje ven, což zabraňuje interferenci s jinými systémy. Tato "koaxiální symetrie" je základním důvodem, proč koaxiální kabel překonává otevřené dráty nebo kroucené dvoulinky v prostředích RF.
Co se stane, když použijete nesprávný impedanční kabel?
Použití 75 Ω kabelu v 50 Ω systému vytváří impedanční nesoulad. Část výkonu signálu se odráží zpět ke zdroji při každém přechodu — na vstupu i na výstupu. Odražené a dopadající vlny se kombinují a vytvářejí stojaté vlny na kabelu, což znamená, že amplituda signálu se mění podél délky kabelu, místo aby byla konstantní. VSWR 1,5:1 (mírný nesoulad z 50/75 Ω přechodu) představuje asi 4 % odraženého výkonu. U vysokovýkonných RF vysílačů může nadměrný odražený výkon poškodit koncový zesilovač. Při přesném měření vnáší do měřeného signálu chyby.
Můžete současně napájet i signál přes koaxiální kabel?
Ano. Toto se nazývá Power over Coax (PoC) nebo v satelitním kontextu napájení LNB. Stejnosměrné napětí (typicky 13 V nebo 18 V pro satelitní LNB; liší se pro CCTV) je superponováno na vnitřní vodič vedle RF signálu. Předpětí – jednoduchá síť induktor-kondenzátor – odděluje stejnosměrné a vysokofrekvenční cesty na každém konci, což umožňuje zařízení extrahovat nebo injektovat stejnosměrný proud bez ovlivnění RF signálu. Jmenovité proudy jsou omezeny velikostí vodičů a jmenovitými hodnotami kontaktů konektoru, obvykle několik set miliampérů pro standardní koaxiální kabel.
Co omezuje maximální frekvenci, kterou koaxiální kabel zvládne?
Horní frekvenční limit určují dva faktory. Za prvé, útlum roste s frekvencí, což nakonec činí kabel nepraktickým. Za druhé – a to je zásadnější – když se vlnová délka signálu stane srovnatelnou s příčnými rozměry kabelu, mohou být kromě režimu TEM vybuzeny režimy šíření vyššího řádu (režimy TE a TM). Tyto režimy se pohybují různými rychlostmi, což způsobuje zkreslení signálu a vyzařovaný únik. Mezní frekvence pro první režim vyššího řádu je přibližně f_c = 7.52 / (D d) GHz (with dimensions in cm). Standardní RG-58 ořezává kolem 11 GHz; kabely s menším průměrem, jako je UT-047, mohou překročit 65 GHz.
Jak ohyb ovlivňuje výkon koaxiálního kabelu?
Ohýbání koaxiálního kabelu pod jeho minimální poloměr ohybu deformuje dielektrikum, posouvá vnitřní vodič mimo střed a může trvale deformovat vnější vodič – to vše mění místní impedanci a zvyšuje odraz signálu. Výrobci uvádějí minimální poloměr ohybu, který se obvykle rovná 10–20násobku vnějšího průměru kabelu pro pevnou instalaci a 6–10násobku pro aplikace s opakovaným ohybem. Ostré zlomy trvale poškozují. Ve vysokofrekvenčních aplikacích nad 10 GHz musí být v elektrickém výkonu sestavy zohledněny i jemné ohyby polotuhého kabelu.
E-mail: info@gem-cablesolution.com
Address: No.8 Yuefeng Rd, High Tech Zone, Dongtai, Jiangsu, Čína | No.109 Qilin East Rd, Daning, Humen, Dongguan, Guangdong, China.
English
中文简体
Související Produkty


